, Ingrid Offenhäusser4, Christel Vockelmann3 und Julia Thiele1
(1)
Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der Technischen Universität Dresden, Fetscherstr. 74, 01307 Dresden, Deutschland
(2)
Möhnesee, Deutschland
(3)
Radiologische Klinik, Christophorus-Kliniken GmbH, Coesfeld, Deutschland
(4)
MTA Schule, Universitätsklinikum Aachen (AöR), Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen, Deutschland
13.1 Allgemeines
Erkrankungen des muskuloskelttalen Systems führen weltweit die Ursachenliste chronischer Schmerzen an. Sie bilden eine große Erkrankungsgruppe, welche rheumatische Erkrankungen ebenso enthält wie Arthrosen, Frakturen und Bandscheibenvorfälle. Nahezu jeder Deutsche hat im Verlauf seines Lebens einmal eine muskuloskelettale Erkrankung.
Muskuloskelettale Erkrankungen sind zudem der häufigste Anlass für Arbeitsunfähigkeitstage und der zweithäufigste für Frühberentungen in Deutschland. Damit stellen muskuloskelettale Erkrankungen nicht nur eine erhebliche Beeinträchtigung der Lebensqualität der Betroffenen dar, sondern sind auch ein Kostenfaktor für das Gesundheitssystem.
Schätzungsweise 7 Millionen Deutsche leiden an Erkrankungen des muskuloskelettalen Systems und das Statistische Bundesamt schätzt die Behandlungskosten auf ca. 24 Mrd. jährlich.
Prävention Diagnostik und Therapie dieser Erkrankungen sind demnach eine „gesellschaftliche Aufgabe“ und haben 2007 sogar zur Gründung des Zentrums für muskuloskelettale Forschung in Ulm geführt.
13.1.1 Topographische Anatomie
I. Offenhäusser5
(5)
MTA Schule, Universitätsklinikum Aachen (AöR), Pauwelsstraße 30, 52074 Aachen, Deutschland
Das Skelett gewährt dem Körper Stabilität und schützt die inneren Organe vor Verletzungen.
Das Knochengerüst ist wichtiger Mineralienspeicher, insbesondere von Kalzium und Phosphor und im Inneren vieler Knochen der Produktionsort von Blutzellen. Der Mensch besitzt über 200 Knochen. Zu unterscheiden sind Röhrenknochen (Abb. 13.1, z. B. Femur), kurze Knochen (z. B. Handwurzel), flache Knochen (z. B. Schädelknochen) und Sesambeine. Letztere sind in Muskelschichten eingebettet und befinden sich an Orten, wo Sehnen hoher Belastung ausgesetzt sind (z. B. Patella). Röhrenknochen werden in 3 Zonen unterteilt (Abb. 13.1), die mittig liegende Diaphyse die beidseits angrenzende Metaphyse und die gelenkbildende und von einer Knorpelschicht bedeckte Epiphyse.
Abb. 13.1
Topografische Anatomie Knochen
Zwischen Epi- und Metaphyse befindet sich die Epiphysenfuge, die sich nach Ende der Pubertät mit Sinken des Wachstumshormonspiegels knöchern durchbaut und das Längenwachstum beschließt.
Die wesentlichen Bestandteile des Knochens sind die Kompakta oder Kortikalis, die die äußere Schicht bildet und die im Inneren befindliche aus zarten Knochenbälkchen bestehende Spongiosa. Diese enthält das blutbildende, rote und das vorrangig aus Fett bestehende gelbe Knochenmark. Hämatogen metastasierende Tumore, wie z. B. das Mamma-, das Prostata-, und das Bronchialkarzinom befallen in erster Linie das besonders gut durchblutete rote Knochenmark. Auch Entzündungen hervorrufende Bakterien gelangen über das Blut ins Knochenmark und infizieren es (Osteomyelitis ).
Die Wirbelkörper bestehen hauptsächlich aus Spongiosa, begrenzt durch Kompakta in Grund- und Deckplattenbereich und den hinteren Wirbelanteilen. Knochen sind Ansatzpunkte für Sehnen und Bänder. Gelenke bilden ihre bewegliche Verbindung miteinander.
13.1.2 Voraussetzungen zu Diagnostik und Therapie
Drei Arten von Knochenzellen sind an Auf-, Um- und Abbau des Knochens beteiligt. Die Aufgaben der Osteoblasten sind der Knochenaufbau, die nachfolgende Mineralisation und die Verkalkung des Knochens. Sie scheiden Kalzium, Phosphate und Karbonate, schlecht lösliche Salze, in den interstitiellen Raum aus, ummauern sich und werden jetzt als Osteozyten bezeichnet. Dadurch härtet der Knochen aus, sodass er belastbar wird. Beschädigter oder überalterter Knochen wird durch die Osteoklasten abgebaut.
Beim Erwachsenen ist Auf- und Abbau im Gleichgewicht. Ca. 20 % der Knochenmasse erneuert sich beim gesunden Erwachsenen jährlich. Pathologische Prozesse können das Gleichgewicht stören. Östrogenmangel der älteren Frau führt zu nachlassender Blastenaktivität und damit zu vermindertem Aufbau (Osteoporose). Bei Kindern ist der Stoffwechsel die Epiphysenfuge als Ort des Längenwachstums im Stoffwechsel erhöht.
13.2 Radiologische Diagnostik
C. Vockelmann6
(6)
Radiologische Klinik, Christophorus-Kliniken GmbH, Coesfeld, Deutschland
13.2.1 Sonographie
Die Sonographie stellt eine einfache Möglichkeit zur ersten Diagnostik muskulärer Probleme dar. Zunehmend wird der Ultraschall auch in der Gelenkdiagnostik eingesetzt. So ist ein Gelenkerguss sonographisch leicht festzustellen und auch Bandstrukturen können zumindest im ersten Schritt sonographisch eingesehen werden (Abb. 13.2). Seltener wird der Ultraschall in der Frakturdiagnostik genutzt, obwohl insbesondere z. B. Sternumfrakturen oder Unterarmfrakturen, z. B. bei pädiatrischen Patienten sehr gut detektiert werden können.
Abb. 13.2
Sonographie der Achillessehne. Blau umrandet die Achillessehne im Transversalschnitt, der roter Pfeil weist auf die Auflockerung der Sehnenstruktur als Zeichen der Partialruptur
Ein typisches Untersuchungsprotokoll der muskuloskelettalen Sonographie Tab. 13.1
Tab. 13.1
Untersuchungsprotokoll Sonographie muskuloskelettal
Patientenvorbereitung. | Keine |
Schallkopf | 7,5 MHz Linearschallkopf |
Standardebenen | In der Regel zwei Ebenen |
Besonderheiten |
13.2.2 Konventionelle Röntgendiagnostik
Basis der skelettalen Diagnostik ist immer noch die konventionelle Röntgendiagnostik . Mit ihr lassen sich Frakturen nachweisen. Der Heilungsverlauf einer Fraktur wird beurteilt. Ebenso ist die konventionelle Diagnostik sehr gut geeignet, um Luxationen zu diagnostizieren.
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet ist die Funktionsdiagnostik z. B. der Wirbelsäule.
Die typischen Einstell- und Aufnahmetechniken des breiten Gebietes der konventionellen Röntgendiagnostik würden den Rahmen dieses Lehrbuchs sprengen. Hier verweisen wir auf Standardliteratur, z. B. Lehrbuch der röntgendiagnostischen Einstelltechnik von Becht et al. (begründet Zimmer-Brossy) aus dem Springer-Verlag.
Beachten sollten Sie, dass es üblicherweise einen Hausstandard in jeder Abteilung gibt. Dieser regelt beispielsweise, welche zwei Ebenen bei einer Schulteraufnahme angefertigt werden. Auf jeden Fall immer zu beachten ist, dass auf jeder Aufnahme mindestens ein Gelenk abgebildet sein muss.
Berechtigung in der Weichteildiagnostik hat die konventionelle Röntgenaufnahme bei der Fremdkörperdetektion.
13.2.3 Durchleuchtung/Angiographie
In der Regel werden eher durch den Orthopäden oder Unfallchirurgen Durchleuchtungsuntersuchungen des Skelettsystems durchgeführt. Hierbei geht es vor allem um intraoperative Stellungskontrollen und Kontrolle von Osteosynthesematerialien. In Häusern mit einer großen Wirbelsäulen- oder Neurochirurgie werden Sie jedoch häufig noch auf die Myelographie und auch Discographie als Durchleuchtungsuntersuchungen treffen. Beide Untersuchungen haben ihre Berechtigung in der Differentialdiagnostik von Rückenbeschwerden. Die Discographie ist heutzutage vor allem ein Provokationstest. Nach Punktion der Bandscheibe über einen durchleuchtungsgesteuerten dorsolateralen Zugang werden 1–2 ml Kontrastmittel in die Bandscheibe injiziert. Dabei wird der Patient befragt, ob die auftretenden Schmerzen bekannt sind und denen entsprechen, die ihn jetzt zum Arzt führten. In diesem Fall spricht der Radiologe von einer positiven Discographie, die betroffene Bandscheibe trägt zur Beschwerdesymptomatik des Patienten bei.Die Myelographie dient dazu, spinale Einengung en nachzuweisen. Im Vergleich zum MRT, das eine Einengung des Spinalkanals natürlich auch sehr gut zeigen kann, hat die Myelographie den Vorteil der Funktionsdiagnostik. Hiermit kann man also auch Spinalkanalstenosen, die z. B. nur bei Inklination der LWS auftreten, nachweisen.
Einstelltechniken zeigt Tab. 13.2.
Tab. 13.2
Typische Einstelltechnik Myelographie
Patientenvorbereitung | Aufklärung, Oberkörper entkleiden lassen, Patientenhemd |
Positionierung | Punktion des Spinalkanals in Kyphosestellung, bevorzugt zwischen LWK 3 und LWK 4 |
Bildfrequenz | Einzelbilder ap, seitlich, in Inklination, Reklination, Seitbeugung nach rechts und links, Schrägaufnahmen beider Seiten zum Freidrehen der Nervenwurzeln |
Kontrastmittel | Ca. 15 ml iodhaltiges Kontrastmittel (z. B. Accupaque 240) |
Aufnahmekriterien | Vollständige Erfassung des Duralschlauchs der LWS |
13.2.4 Computertomographie (CT)
Die Computertomographie wird vor allem zur genauen Beurteilung komplexer oder konventionell fraglicher Frakturen herangezogen (Abb. 13.3). Im Bereich der Wirbelsäule dient die Computertomographie zur genauen Beurteilung der Wirbelkörperhinterkante, die für die Stabilität bei einer Wirbelkörperfraktur von zentraler Bedeutung ist. Die CT-Diagnostik von Bandscheibenerkrankungen stellt nur eine Ausnahme bei Patienten dar, die einer MRT-Untersuchung nicht zugänglich sind.
Abb. 13.3
Frakturnachweis der Wirbelsäule im CT
Tab. 13.3 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll der Wirbelsäule zur Frakturdiagnostik.
Tab. 13.3
Typisches Untersuchungsprotokoll CT Wirbelsäule zur Frakturdiagnostik
Patientenvorbereitung | Metallfremdkörper im Untersuchungsgebiet entfernen |
Positionierung | Rückenlage, Knie unterpolstern |
Scanbereich | In aller Regel ein gesamte LWS, BWS oder HWS insbesondere bei jüngeren Patienten jedoch ggf. auch Einschränkung auf den Frakturbereich (Cave: konventionell nicht detektierte Frakturen in Nachbarwirbelkörpern) |
Röhrenspannung/-strom | 80 kV–120 kV (Niedrigdosisprogramme), Dosismodulation |
Kontrastmittel | Meist native |
Reformationen | Axial, coronar und sagittal in Knochenfenstertechnik |
Die Computertomographie von Gelenken sollte, wenn möglich, in Neutral-Null-Stellung, also z. B. mit gestrecktem Ellenbogen erfolgen. Allerdings sind hier oft Grenzen durch Schmerzen oder auch Gipsverbände gesetzt.
Tab. 13.4 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll Gelenke/Knochen.
Tab. 13.4
Typisches Untersuchungsprotokoll CT Gelenke/Knochen
Patientenvorbereitung | Metallfremdkörper im Untersuchungsgebiet entfernen (Gips spielt keine Rolle) |
Positionierung | Abhängig vom Untersuchungsgebiet. Es sollte immer angestrebt werden, den zu untersuchenden Körperabschnitt im Zentrum der Gantry zu lagern (Arm z. B. über Kopf für Untersuchungen von Hand oder Ellenbogen) |
Scanbereich | Untersuchungsabhängig (vorher konventionelle Aufnahme ansehen!) |
Röhrenspannung/-strom | 80 kV (Niedrigdosisprogramme), Dosismodulation |
Kontrastmittel | Zumeist native |
Reformationen | Axial, coronar und sagittal in Knochenfenstertechnik Volume-Rendering-Rekonstruktionen (weicher Untersuchungskernel) |
Im Rahmen der Frakturdiagnostik spielt die CT-Diagnostik beim knöchernen Becken eine wichtige Rolle, da im konventionellen Bild zahlreiche Frakturen des Beckens nicht detektiert werden können.
Tab. 13.5 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll knöchernes Becken
Tab. 13.5
Typisches Untersuchungsprotokoll CT knöchernes Becken zur Frakturdiagnostik
Patientenvorbereitung | Metallfremdkörper im Untersuchungsgebiet entfernen |
Positionierung | Rückenlage |
Scanbereich | Becken, ggf. bis proximaler Femur je nach Fragestellung |
Röhrenspannung/-strom | 80 kV–120 kV, Dosismodulation |
Kontrastmittel | Zumeist nativ |
Reformationen | Axial, coronar und sagittal in Knochenfenstertechnik ggf. Volume-Rendering-Rekonstruktionen (weicher Untersuchungskernel) |
Besonderheiten
Bei Hüftendoprothesen oder anderen Osteosynthesen im Untersuchungsbereich kann die Bildqualität durch eine Erhöhung der Röhrenspannung verbessert werden. Erkauft wird diese Bildqualität allerdings mit einer erheblichen Dosissteigerung: Bei unverändertem Röhrenstrom steigt die Dosis von 100 % bei 120 kV auf 140 % bei 140 kV!
Das Plasmozytom ist eine maligne Erkrankung des Knochenmarks, die zu multiplen Osteolysen im gesamten Skelett führen kann. Bis vor einigen Jahren wurde bei dieser Erkrankung eine ausführliche konventionelle Röntgendiagnostik, z. B. nach dem sog. Pariser Schema durchgeführt. Dies beinhaltete Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule, des Beckens, der langen Röhrenknochen und des Schädels. Trotz dieser zahlreichen Aufnahmen sind eine Vielzahl der kleinen, oftmals nur 1–2 cm großen Osteolysen nicht zu entdecken gewesen. Erst die pathologische Fraktur hat häufig den Befund aufgedeckt. Daher ist die Primärdiagnostik des Plasmozytoms heute ein CT des gesamten Skelettstatus. Bei CT-Geräten, die keine ausreichende Scanlänge von etwa 2 m erlauben, sollte man von der Schädelkalotte so weit wie möglich nach kaudal untersuchen. Damit sollten zumindest in der Mehrzahl der Fälle Untersuchungen bis zum mittleren Unterschenkel möglich sein.
Tab. 13.6 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll Plasmozytomstatus
Tab. 13.6
Typisches Untersuchungsprotokoll CT Plasmozytomstatus
Patientenvorbereitung | Metallfremdkörper am gesamten Körper entfernen |
Positionierung | Rückenlage, Arme verschränkt vor dem Körper, möglichst Unterarme etwas unterpolstert |
Scanbereich | Schädeldach bis zum Fuß/Unterschenkel |
Röhrenspannung/-strom | 80 kV–120 kV, Dosismodulation, low-dose-Technik |
Kontrastmittel | Nativ |
Reformationen | Knochenfenstertechnik axial komplett, zusätzlich: Schädel coronar, Schultern coronar, Becken coronar, Wirbelsäule sagittal; je nach Befund ggf. Zusatzreformationen ggf. Lunge im Lungenfenster axial |
13.2.5 Kernspintomographie (MRT)
Die Kernspintomographie ist die Untersuchungsmethode der Wahl zur Beurteilung von Bandscheibenerkrankungen. Auch in der Detektion von Wirbelkörpermetastasen weist die Kernspintomographie die höchste Sensitivität auf, d. h. man kann am genauesten Metastasen nachweisen oder ausschließen. Nachteil im Vergleich zur Szintigraphie ist der begrenzte Untersuchungsabschnitt und die geringere Verfügbarkeit.
Tab. 13.7 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll an der Wirbelsäule.
Tab. 13.7
Typisches Untersuchungsprotokoll MRT Wirbelsäule
Patientenvorbereitung | Sämtliches Metall, Scheckkarten, Uhr, Schmuck ablegen lassen |
Positionierung | Rückenlage |
Spule | Wirbelsäulenspule, bei der HWS Head-Neck-Coil |
Scanbereich | LWS, BWS, oder HWS, Kombinationsuntersuchungen |
Sequenzen | Bei der BWS: Zählscout (sagittale Sequenz mit HWS zum Abzählen der Wirbelkörper) Sagittale T1w, sagittale oder coronare T2w, sagittale STIR, paraaxiale T2w über (ausgewählte) Bandscheibenfächer |
Kontrastmittel | Bei Spondylodiszitis oder Wirbelkörpermetastasen (insbesondere bei spinalem Tumoreinbruch) |
In der Diagnostik von Bandverletzungen und Gelenkschäden zeigt die MRT ebenfalls die genauesten Ergebnisse. Vorteil der MRT ist ebenfalls, dass ein Markraumödem nachgewiesen werden kann. Dies zeigt zum Beispiel nach einem Trauma die Beteiligung des Knochens, auch wenn keine Kortikalisunterbrechung im Sinne einer Fraktur besteht.
Tab. 13.8 zeigt ein typisches Untersuchungsprotokoll MR Knie.
Tab. 13.8
Typisches Untersuchungsprotokoll MRT Knie
Patientenvorbereitung | Sämtliches Metall, Scheckkarten, Uhr, Schmuck ablegen lassen |
Positionierung | Rückenlage |
Spule | Kniespule |
Scanbereich | Knie, Zentrierung auf Kniegelenksspalt |
Sequenzen | Sagittale T1w, sagittale PDw fs, coronare STIR, axiale T2w, ggf. parasagittale T2w anguliert an die Kreuzbänder ggf. 3D DESS zur Knorperdarstellung |